了解和配置Backbone Fast在Catalyst 交换机

前言

Backbone Fast是，一次 启用在桥接网络所有交换机，能保存交换机20秒的一个Cisco 专利 的功能(max_age)当收回从一个间接链接故障时。在一些 Spanning-Tree Protocol (STP)基本以后快速回顾，您将看见 Backbone Fast适用的确切的故障情景和如何为运行CatcOs和集成 Cisco IOS (Native Mode) (Catalyst 6000系列交换机、 Catalyst 4000 交换机和Catalyst 2950/3550系列交换机)的 Catalyst 交换机配置它。

惯例

欲知关于文件惯例的更 多信息，请参阅 Cisco技术提示惯例。

前提

　　?文档没有特殊的先决条件。

　　使用的组件

　　本文的信息根据以下的软件及硬件版本。

　　Catalyst 2950系列交换机 12.1(6)EA2和以后

　　Catalyst 3550系 列交换机12.1(4)EA1和以后

　　Catalyst 系列4000系列交换机5.1(1a)及以后

　　运行集成Cisco IOS (Native Mode) 12.1(8a)EW的Catalyst 4000交 换机和以后

　　Catalyst 5000系列交换 机CatcOs版本4.1(1) 以上

　　Catalyst 6000系列交换机CatcOs版本5.1(1)CSX 以 上

　　Catalyst 6000系列交换机集成 Cisco IOS (Native Mode)版本12.0-7XE以上

　　BPDU和如何比较他们

　　网桥协议数据单元 (BPDU)可以使用他们运载的字段严格被分类。在这些字段之 中是根网桥ID，路径成本对根和发送器网桥ID 。BPDU比另 一BDPU被认为好为以下原因：

　　当一 个BPDU比另运载一个更好的根网桥ID (越低值，好)。

　　当根网桥ID值是相等的时然后BPDU以 最低的路径成本对根是更好的。

　　当根 网桥ID值是等于时并且费用对根是相同然后BPDU用更好的发送器网 桥ID是更好的(越低值，好)。

　　有能然 后作为同分决赛然而，好BPDU 的其他变量，越好对最佳的根网桥 的访问。

　　在端口比那个它将派出更好 接受BPDU 的网桥，在阻塞模式放置此端口除非它是其根端口。 这意味着在分段连接到此端口，那里是是一个指定的网桥的 另一个网桥。 网桥在当前指定的网桥发送的端口存储BPDU的 值。

　　STP从 间接链接故障如何收回

　　下面说明STP如何正常运行当必须在一个间接链接故 障以后重估，即时，当网桥在没有直接地附有它的链路时必须更改 其中一些的状态端口由于一个故障。

　　

　　

　　考虑介入三台 交换机R、B和S的上述图表在一个全网状拓扑。假设，R是根 网桥并且B是备用根网桥。S阻拦其端口P和B 是指定的网桥 为链路L3。

　　如果链路L1断开，交换机 B立即检测故障并且假设它是根。它开始发送BPDU到S声称是 新的根。

　　当S从B时接受此新的BPDU， 认识到是下等到那个为端口P和忽略存储了它。

　　在max_age计时器到期了(之后20秒默认情况下)，在S 存储的BPDU为端口P超龄。 端口立即去监听并且S开始发送其 更好的BPDU到B。

　　当B从S接受BPDU， 停止发送其BPDU。

　　端口P迁移向转发 状态通过监听和学习状态。这两次占用fw_delay值，另外的 30秒。然后恢复全连接。

　　它两 次占用max_age值(20秒)加上fw_delay值(2x15秒钟)从此间接链接故 障收回。这是50 秒带有默认参数。Backbone Fast功 能建议通过超龄保存max_age (20秒)在端口接受下级BPDU之后。

　　快速骨干网 增强对标准的STP

　　带有 前一个示例，STP无效变得错误由于一个间接链接故障通过被动等待 max_age的信息。摆脱此max_age延迟，Backbone Fast引入二 种增进：

　　能力尽快发现一个间接链接 故障。 这通过跟踪一个指定的网桥发送的下级BPDU达到当体 验一个直接链路故障时。

　　机制允许 立即检查如果在端口存储的BPDU信息有效。这被实施引入一 个新的协议数据部件(PDU)和根链路询问(指在本文RLQ PDU)。

　　发现间接链 接故障

　　如果下级BPDU在 端口被接受从我们的指定的网桥，则此网桥有：

　　丢失根和开始做通告一个根用一个更高的网桥ID (一 个更坏的根比我们的)。

　　或其路径向 根在我们的之上增加了。

　　

　　

　　

　　

　　通常工作情况关于 电气和电子工程师协会(IEEE)规格是简单忽略所有下级BPDU。 Backbone Fast将使用他们因为当你被接受，肯定的是故障 在路径发生了对根并且您将必须超龄至少一个端口。

　　注意： 一个间接 链接故障能发生没有在网络生成的任何下级BPDU。 简单添加 一台集线器在早先图表：

　　链路故障发生 在根网桥R和集线器之间。 B不发现链路断开并且等待 max_age在声称之前是新的根。切记机制只将运作如果网桥发 现一个直接链路故障。

　　只记录指定的 网桥发送的下级BPDU。 因为这是在端口存储的BPDU。如果例如，一个最近插入的网桥起动发送下级BPDU ，不会开始 Backbone Fast功能。

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　　起反应到间接链接故障

　　当下级BPDU在一个非指定端口时被发 现了，第二个阶段Backbone Fast被触发。 而不是超龄可能 受故障的影响的端口的被动地等待的max_age，一个积极的方式测试 他们通过RLQ PDU立即被引入。在一个非指定端口用于RLQ达 到一ping为根并且允许迅速确认需要丢弃在端口存储的BPDU是否有 效或。

　　

　　

　　在下级BPDU的 收据从一个指定的网桥，发送RLQ PDU在所有非指定端口除了您其中 接受下级BPDU和自封闭端口的端口。这为了检查您在端口从 根仍然听到您哪里习惯于接受BPDU。您其中接受下级BPDU的 端口排除因为您应该已经知道遭受故障，自已循环和被指派的端口 不是有用的，因为他们不导致根。

　　?一种RLQ回应的收据在端口，如果答案是负的，与根的端口丢失的连 接和您能超龄其BPDU。此外，如果其他非指定端口已经收到 了一个负答案，全部的网桥丢失根并且能开始STP计算从头。

　　如果答案确认您能通过此端口仍然访 问根网桥，您能立即超龄我们最初接受下级BPDU的端口。

　　在以下示例，端口A，B、D和E是非指 定端口为交换机S。A是根端口并且其他阻拦。当E接受 下级BPDU (1)时，Backbone Fast插入加速STP重估。

　　派出RLQ请求，寻找根R在所有非指定 端口但E (2)。回复将指定哪个根通过这些端口是可访问的。 D收到的RLQ答复指定D 丢失其路径对根R. Age其BPDU在立 即(3)之外。 端口A和B接受确认书他们仍然有一条路径对 R (4)。如此，因为交换机S仍然有连通性对根，立即超龄端 口E并且继续正常STP规则(5) 。

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　

　　在交换机其中收到 仅答复与根与R不同的案件，根把立即丢失的和被重新启动的STP 计算视为从头。注意此案件在网桥也发生当唯一的非指定(和 非自已循环)端口是根端口并且您在此端口接受下级BPDU。

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　　根链路询问 PDU

　　RLQs的二张表是RLQ 请求和RLQ回应。

　　RLQ请求在您通常 其中接受BPDU的端口被派出，为了检查您仍然有连通性对根通过此 端口。指定在网桥是您的根并且RLQ 回应用根网桥最终将回 来可以通过此端口被获取的请求。如果二个根是相同，连通 性运行，它丢失。

　　立即收到RLQ请求 答案的网桥如果知道它丢失与被查询的根的连接(因为有一个根网桥 不同到在RLQ查询指定的那个)，并且如果它是根。

　　如果这不是实际情形，则，转送查询往根通过其根端 口。

　　RLQ回应在被指派的端口被充斥 。 RLQ请求的发送器在PDU放置其网桥ID。 这是为了 保证当时收到给其自己的查询的一个回复，在其被指派的端口不充 斥回应。

　　LQ PDU有信息包结构和正 常STP BPDU一样。唯一的区别是使用二个不同的CISCO专用的 SNAP地址：一为请求和一个为回复。

　　下面是标准BPDU格式：

　　A SA 长度 DSAP SSAP CNTL SNAP PDU

　　下面是PDU字段是 ：

　　协议标识符 版本 消息类型 标志位 根ID 根路径费用

　　发送器ID 端口ID 消息计时 最大年限 Hello时间 转发延迟

　　用于PDU的消息类型也是与标准 BPDU 不同。

　　使用的唯一的字段是 根ID和发送器网桥ID。

　　此CISCO专用 的功能在网络在所有交换机需要配置为了处理这些PDUs。

　　示例情景 用Backbone Fast功能启用了

　　以下方案根据第一个示例然而，这次带有在三台交换 机启用的Backbone Fast。

　　第一阶 段是完全相同如早先解释。

　　当S从B 接受下级BPDU，开始再确认其非指定端口而不是等待的max_age。 它在其根端口发送一次RLQ查询为根网桥R。

　　根网桥R收到查询并且立即答案带 有RLQ 回应指定那里仍然是一个根R在该方向。

　　S现在检查所有其非指定端口，并且仍然有连通性对 根。它能立即然后超龄在端口与监听的P. P转换和开始存储 的信息发送BPDU。在该阶段，您已经节约了max_age 秒钟， 并且标准的生成树算法(STA)然后适用。

　　B从S接受更好的BPDU (R更好的根比B) 和现在考虑 导致L3的端口作为其根端口。

　　

　　

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　　配置Backbone Fast为CatcOs和集成Cisco IOS (Native Mode)

　　CatcOs的配置

　　对于运行CatcOs的 Catalyst 4000、5000及6000 系列交换机，使用以下命令全局启用 Backbone Fast 为所有端口和验证配置。

　　Console> (enable) set spantree backbonefast enable

　　Backbonefast enabled for all VLANs

　　Console> (enable) show spantree backbonefast

　　　　 This command show that the backbonefast feature is enabled.

　　　　Backbonefast is enabled.

　　Console> (enable)

　　显示Backbone Fast统计数据：

　　Console> (enable) show spantree summary

　　Summary of connected spanning tree ports by vlan

　　Uplinkfast disabled for bridge.

　　Backbonefast enabled for bridge.

　　Vlan Blocking Listening Learning Forwarding STP Active

　　----- -------- --------- -------- ---------- ----------

　　 0 0 0 1 1

　　 Blocking Listening Learning Forwarding STP Active

　　----- -------- --------- -------- ---------- ----------

　　Total 0 0 0 1 1

　　BackboneFast statistics

　　　　 The show spantree summary command displays all backbonefast statistics.

　　　　-----------------------

　　Numberof inferior BPDUs received (all VLANs): 0

　　Number of RLQ req PDUs received (all VLANs): 0

　　Number of RLQ res PDUs received (all VLANs): 0

　　Number of RLQ req PDUs transmitted (all VLANs): 0

　　Number of RLQ res PDUs transmitted (all VLANs): 0

　　Console> (enable)

　　

　　集成 Cisco IOS (Native Mode) (Catalyst 6000、Catalyst 4000、 Catalyst 2950系列和Catalyst 3550系列的) 配置

　　对于Catalyst 6000系 列交换机，Catalyst 系列4000系列交换机、Catalyst 2950系列交 换机和Catalyst 3550系列交换机使用以下命令全局启用 Backbone Fast为所有接口。

　　CAT-IOS# configure terminal

　　CAT-IOS(config)# spanning-tree backbonefast

　　CAT-IOS(config)# end

　　CAT-IOS#

　　

　　验证 Backbone Fast启用和到show statistics：

　　CAT-IOS# show spanning-tree backbonefast

　　BackboneFast is enabled

　　BackboneFast statistics

　　-----------------------

　　Number of transition via backboneFast (all VLANs) : 0

　　Number of inferior BPDUs received (all VLANs) : 0

　　Number of RLQ request PDUs received (all VLANs) : 0

　　Number of RLQ response PDUs received (all VLANs) : 0

　　Number of RLQ request PDUs sent (all VLANs) : 0

　　Number of RLQ response PDUs sent (all VLANs) : 0

　　CAT-IOS#